JP2008292626A - Method of manufacturing color filter for liquid crystal display device, and color filter for liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配向制御用電極スリットが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタに関するものであり、特に、配向制御用電極スリットを形成する際に、フォトエッチングによらず電極スリットを形成する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法、及び廉価な配向制御用電極スリットが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタに関する。 The present invention relates to a color filter for a liquid crystal display device provided with an alignment control electrode slit, and in particular, when forming an alignment control electrode slit, the liquid crystal display device forms an electrode slit without using photoetching. The present invention relates to a color filter manufacturing method and a color filter for a liquid crystal display device provided with an inexpensive alignment control electrode slit.
図６は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。また、図７は、図６に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
図６、及び図７に示すように、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ（４）は、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が順次に形成されたものである。
図６、及び図７はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素（４２）は１２個表されているが、実際のカラーフィルタにおいては、例えば、対角１７インチの画面に数百μｍ程度の着色画素が多数個配列されている。
FIG. 6 is a plan view schematically showing an example of a color filter used in the liquid crystal display device. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line XX ′ of the color filter shown in FIG.
As shown in FIGS. 6 and 7, the color filter (4) used in the liquid crystal display device has a black matrix (41), a colored pixel (42), and a transparent conductive film (43) on a glass substrate (40). Are formed sequentially.
FIGS. 6 and 7 schematically show a color filter, and 12 colored pixels (42) are represented. In an actual color filter, for example, several hundreds are displayed on a 17-inch diagonal screen. A large number of colored pixels of about μm are arranged.
液晶表示装置の多くに用いられている、上記構造のカラーフィルタの製造方法としては、先ず、ガラス基板上にブラックマトリックスを形成してブラックマトリックス基板とし、次に、このブラックマトリックス基板上のブラックマトリックスのパターンに位置合わせして着色画素を形成し、更に透明導電膜を位置合わせして形成するといった方法が広く用いられている。
ブラックマトリックス（４１）は、遮光性を有するマトリックス状のものであり、着色画素（４２）は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものであり、透明導電膜（４３）は、透明な電極として設けられたものである。
As a method for manufacturing a color filter having the above structure used in many liquid crystal display devices, a black matrix is first formed on a glass substrate to form a black matrix substrate, and then the black matrix on the black matrix substrate is used. A method is widely used in which a colored pixel is formed by aligning with the pattern, and a transparent conductive film is aligned and formed.
The black matrix (41) is a matrix having light shielding properties, the colored pixels (42) have, for example, red, green, and blue filter functions, and the transparent conductive film (43) is transparent. Provided as a simple electrode.
ブラックマトリックス（４１）は、着色画素（４２）間のマトリックス部（４１Ａ）と、着色画素（４２）が形成された領域（表示部）の周辺部を囲む額縁部（４１Ｂ）とで構成されている。
ブラックマトリックスは、カラーフィルタの着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。
The black matrix (41) is composed of a matrix portion (41A) between the colored pixels (42) and a frame portion (41B) surrounding the peripheral portion of the region (display portion) where the colored pixels (42) are formed. Yes.
The black matrix determines the position of the colored pixels of the color filter, makes the size uniform, and shields unwanted light when used in a display device, making the image of the display device uniform and uniform. In addition, it has a function of making an image with improved contrast.
このブラックマトリックス基板の製造には、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックスの材料としてのクロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯX ）などの金属、もしくは金属化合物を薄膜状に成膜し、成膜された薄膜上に、例えば、ポジ型のフォトレジストを用いてエッチングレジストパターンを形成し、次に、成膜された金属薄膜の露出部分のエッチング及びエッチングレジストパターンの剥膜を行い、Ｃｒ、ＣｒＯX などの金属薄膜からなるブラックマトリックス（４１）を形成するといった方法がとられている。
或いは、ガラス基板（４０）上に、ブラックマトリックス形成用の黒色感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によってブラックマトリックス（４１）を形成するといった方法がとられている。
For the production of this black matrix substrate, a metal or a metal compound such as chromium (Cr) or chromium oxide (CrO x ) as a black matrix material is formed into a thin film on a glass substrate (40). An etching resist pattern is formed on the formed thin film using, for example, a positive photoresist, and then an exposed portion of the formed metal thin film is etched and an etching resist pattern is stripped, and Cr, CrO A method has been adopted in which a black matrix (41) made of a metal thin film such as X is formed.
Alternatively, the black matrix (41) is formed on the glass substrate (40) by photolithography using a black photosensitive resin for forming a black matrix.
また、着色画素（４２）の形成は、このブラックマトリックス基板上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型のフォトレジストを用いて塗布膜を設け、この塗布膜への露光、現像によって着色画素を形成するといった方法がとられている。
また、透明導電膜（４３）の形成は、着色画素が形成されたブラックマトリックス基板上
に、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いスパッタ法によって透明導電膜を形成するといった方法がとられている。
In addition, the colored pixels (42) are formed by providing a coating film on the black matrix substrate using, for example, a negative photoresist in which a pigment or other pigment is dispersed, and exposing and developing the coating film. A method of forming colored pixels is used.
The transparent conductive film (43) is formed on the black matrix substrate on which the colored pixels are formed by, for example, forming a transparent conductive film by sputtering using ITO (Indium Tin Oxide). .
図６、及び図７に示すカラーフィルタ（４）は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタとして基本的な機能を備えたものである。液晶表示装置は、このようなカラーフィルタを内蔵することにより、フルカラー表示が実現し、その応用範囲が飛躍的に広がり、液晶カラーＴＶ、ノート型ＰＣなど液晶表示装置を用いた多くの商品が創出された。
多様な液晶表示装置の開発、実用に伴い、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタには、上記基本的な機能に付随して種々な機能が付加されるようになった。
The color filter (4) shown in FIGS. 6 and 7 has a basic function as a color filter used in a liquid crystal display device. The liquid crystal display device incorporates such a color filter to realize full color display, and its application range is dramatically expanded, and many products using liquid crystal display devices such as liquid crystal color TVs and notebook PCs are created. It was done.
With the development and practical use of various liquid crystal display devices, various functions have been added to the color filters used in the liquid crystal display devices in addition to the above basic functions.
付加される機能としては、例えば、配向分割機能があげられる。従来の液晶表示装置に於いては、液晶分子を一様に配向させるために、液晶を挟持する両基板に設けられた透明導電膜上に、予めポリイミドを塗布し、その表面に一様なラビング処理をしておく。
しかし、ＴＮ型液晶においては、原理的に広い視野角を得ることは困難であり、コントラストが良好な視野角は狭く、視野によりコントラストが低下し表示品質が悪化するといった問題を有していた。
Examples of the function to be added include an alignment division function. In conventional liquid crystal display devices, in order to uniformly align the liquid crystal molecules, polyimide is applied in advance on the transparent conductive film provided on both substrates sandwiching the liquid crystal, and the surface is uniformly rubbed. Process it.
However, in TN type liquid crystal, it is difficult in principle to obtain a wide viewing angle, and the viewing angle with good contrast is narrow, and there is a problem that the contrast is lowered due to the field of view and the display quality is deteriorated.
このような問題を解決する一技術として、一画素内での液晶分子の配向方向が一方向でなく、複数の方向になるように制御し視野角の広い、配向分割垂直配向型液晶表示装置（ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）−ＬＣＤが開発された。 As a technique for solving such a problem, an alignment-divided vertical alignment type liquid crystal display device having a wide viewing angle by controlling the alignment direction of liquid crystal molecules in one pixel to be a plurality of directions instead of one direction ( MVA (Multi-domain Vertical Alignment) -LCD has been developed.
図８は、このようなＭＶＡ−ＬＣＤの断面を模式的に示した説明図である。図８に示すように、ＭＶＡ−ＬＣＤ（８０）は、液晶分子（２７）を介して配向制御用突起（２２ａ）、（２２ｂ）が設けられたＴＦＴ基板（２０）と、配向制御用突起（２３）が設けられたカラーフィルタ（８）とを配置した構造であるが、配向制御用突起（２２ａ）、（２２ｂ）及び配向制御用突起（２３）は一画素内で互い違いの位置に設けられている。 FIG. 8 is an explanatory view schematically showing a cross section of such an MVA-LCD. As shown in FIG. 8, the MVA-LCD (80) includes a TFT substrate (20) provided with alignment control protrusions (22a) and (22b) via liquid crystal molecules (27), and an alignment control protrusion ( 23), the alignment control protrusions (22a) and (22b) and the alignment control protrusion (23) are provided at alternate positions in one pixel. ing.
図８に白太矢印で示すように、電圧印加時の状態では、一画素内で配向制御用突起（２２ａ）〜配向制御用突起（２３）間の液晶分子（２７）は、図中左斜めに傾斜し、配向制御用突起（２３）〜配向制御用突起（２２ｂ）間の液晶分子は、右斜めに傾斜する。すなわち、ラビング処理に代わり、突起を設けることにより液晶分子の配向を制御するものである。 As indicated by the thick white arrows in FIG. 8, in the state when a voltage is applied, the liquid crystal molecules (27) between the alignment control protrusions (22a) to the alignment control protrusions (23) in one pixel are diagonally to the left in the figure. The liquid crystal molecules between the alignment control protrusion (23) and the alignment control protrusion (22b) are inclined obliquely to the right. That is, the alignment of the liquid crystal molecules is controlled by providing protrusions instead of the rubbing treatment.
図９（ａ）、（ｂ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤに用いられるカラーフィルタの一例の一画素を拡大して示す平面図、及び断面図である。この例は、平面形状が円形の配向制御用突起（２３Ａ）が形成されたカラーフィルタ（８Ａ）である。このようなカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、一画素内で液晶分子の傾斜方向が多方向となる。
また、図１０（ａ）、（ｂ）は、別な例の一画素を拡大して示す平面図、及び断面図である。図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、この別な例は、平面形状がストライプ状の配向制御用リブ（２３Ｂ）であり、一画素内で９０°屈曲させた配向制御用リブ（２３Ｂ）が形成されたカラーフィルタ（８Ｂ）である。このようなカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、一画素内で液晶分子の傾斜方向が４方向となる。
FIGS. 9A and 9B are an enlarged plan view and a cross-sectional view showing one pixel of an example of a color filter used in the MVA-LCD. In this example, the color filter (8A) is formed with an alignment control protrusion (23A) having a circular planar shape. In a liquid crystal display device using such a color filter, the tilt directions of liquid crystal molecules are multidirectional within one pixel.
FIGS. 10A and 10B are a plan view and a cross-sectional view showing an enlarged view of one pixel of another example. As shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), another example is an alignment control rib (23B) whose planar shape is a stripe shape, and an alignment control rib (90B bent in one pixel ( 23B) is a color filter (8B). In a liquid crystal display device using such a color filter, the inclination directions of liquid crystal molecules are four directions in one pixel.
平面形状が円形の配向制御用突起（２３Ａ）の幅（Ｗ３）は１５μｍ程度、高さ（Ｈ３）は１．４μｍ程度である。また、平面形状がストライプ状の配向制御用リブ（２３Ｂ）のＡ−Ａ’線での断面形状は、例えば、三角形、かまぼこ状であり、その幅（Ｗ４）、高さ（Ｈ４）は、配向制御用突起（２３Ａ）の各々と同程度である。これらは、透明なフォトレジストを用いて形成される。 The orientation control projection (23A) having a circular planar shape has a width (W3) of about 15 μm and a height (H3) of about 1.4 μm. The cross-sectional shape of the alignment control rib (23B) having a stripe shape in a plane shape taken along the line AA ′ is, for example, a triangle or a kamaboko shape, and its width (W4) and height (H4) are the orientation. It is about the same as each of the control protrusions (23A). These are formed using a transparent photoresist.
図１１は、ＭＶＡ−ＬＣＤの他の例を示す断面図である。図１１は、図８に示す配向制御用突起が設けられたＭＶＡ−ＬＣＤの模式的な断面に対応させて説明するものである。図１１に示すように、ＭＶＡ−ＬＣＤ（８９）は、液晶分子（２７）を介して配向制御用電極スリット（２５ａ）、（２５ｂ）が設けられたＴＦＴ基板（２９）と、配向制御用電極スリット（２５）が設けられたカラーフィルタ（９）とを配置した構造である。配向制御用電極スリット（２５ａ）、（２５ｂ）、及び配向制御用電極スリット（２５）は一画素内で互い違いの位置に設けられている。これら電極スリットは、液晶分子の配向を制御する機能を有している。 FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of the MVA-LCD. FIG. 11 is described in correspondence with the schematic cross section of the MVA-LCD provided with the alignment control protrusion shown in FIG. As shown in FIG. 11, the MVA-LCD (89) includes a TFT substrate (29) provided with alignment control electrode slits (25a) and (25b) via liquid crystal molecules (27), and an alignment control electrode. The color filter (9) provided with the slit (25) is arranged. The alignment control electrode slits (25a) and (25b) and the alignment control electrode slit (25) are provided at alternate positions in one pixel. These electrode slits have a function of controlling the alignment of liquid crystal molecules.
図１１に白太矢印で示すように、電圧印加時の状態では、一画素内で配向制御用電極スリット（２５ａ）〜配向制御用電極スリット（２５）間の液晶分子（２７）は、図中左斜めに傾斜し、配向制御用電極スリット（２５）〜配向制御用電極スリット（２５ｂ）間の液晶分子は、右斜めに傾斜する。すなわち、ラビング処理に代わり、電極スリットを設けることにより液晶分子の配向を制御するものである。 As shown by the white thick arrow in FIG. 11, in the state at the time of voltage application, the liquid crystal molecules (27) between the alignment control electrode slit (25a) and the alignment control electrode slit (25) in one pixel are The liquid crystal molecules between the alignment control electrode slit (25) and the alignment control electrode slit (25b) are inclined to the right. That is, the alignment of liquid crystal molecules is controlled by providing electrode slits instead of rubbing treatment.
画素電極のスリット（電極スリット）の、画素電極エッジにおいては、エッジ近傍に発生する電界歪みが配向に影響するため、配向制御用突起と同様に配向を制御する効果がある。突起に代え電極スリットを用いると、液晶分子を傾斜配向させる突起が存在しないことにより、この部分からの光漏れが減少しコントラストが改良されるといった利点がある。 At the pixel electrode edge of the pixel electrode slit (electrode slit), since the electric field distortion generated in the vicinity of the edge affects the alignment, there is an effect of controlling the alignment similarly to the alignment control protrusion. When an electrode slit is used instead of the protrusion, there is no protrusion that tilts and aligns liquid crystal molecules, so that there is an advantage that light leakage from this portion is reduced and the contrast is improved.
前記図８に示すカラーフィルタ（８）に設けられた配向制御用突起（２３）は、図７に示す、ブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が順次に形成されたカラーフィルタ（４）に、例えば、透明なフォトレジストを用いてフォトリソグラフィ法によって形成される。
また、図１１に示すカラーフィルタ（９）に設けられた配向制御電極スリット（２５）は、図７に示す、ブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が順次に形成されたカラーフィルタ（４）に、例えば、フォトエッチング法によって透明導電膜（４３）にエッチングが施されて形成される。
The alignment control protrusion (23) provided on the color filter (8) shown in FIG. 8 is formed of a black matrix (41), a colored pixel (42), and a transparent conductive film (43) shown in FIG. The formed color filter (4) is formed by, for example, a photolithography method using a transparent photoresist.
Further, the alignment control electrode slit (25) provided in the color filter (9) shown in FIG. 11 has a black matrix (41), a colored pixel (42), and a transparent conductive film (43) shown in FIG. The transparent conductive film (43) is etched by, for example, a photoetching method on the color filter (4) formed in (1).
このような、配向制御用電極スリットが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタには、コストを更に低減するようにといった強い要望がなされている。
本発明は、上記要望を適えるためになされたものであり、配向制御用電極スリットが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、画素電極のスリット（電極スリット）を形成するためのフォトエッチング工程を不要なものとする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法、すなわち、配向制御用電極スリットが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法にて、１工程を省略ことができる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を提供することを課題とするものである。
また、上記液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を用いて製造した廉価な液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを課題とする。
The present invention has been made in order to meet the above-described demand, and in the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device provided with an alignment control electrode slit, a slit for electrode electrodes (electrode slit) is formed. A liquid crystal display device that eliminates the need for a photo-etching process, that is, a liquid crystal display device that is provided with an alignment control electrode slit. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a color filter for a display device.
It is another object of the present invention to provide an inexpensive color filter for a liquid crystal display device manufactured using the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device.
本発明は、配向制御用電極スリットが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、
１）ガラス基板上に、電極スリットを形成する位置に断面形状が逆テーパー状のスリット
を有する着色画素を形成する工程、
２）該スリットを有する着色画素が形成されたガラス基板上の全面に、透明導電膜を成膜し前記スリットを電極スリットとする工程、
を少なくとも具備することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
The present invention provides a method for producing a color filter for a liquid crystal display device provided with an alignment control electrode slit,
1) A step of forming a colored pixel having a slit whose cross-sectional shape is inversely tapered at a position where an electrode slit is formed on a glass substrate;
2) A step of forming a transparent conductive film on the entire surface of the glass substrate on which the colored pixels having the slit are formed, and using the slit as an electrode slit,
A method for producing a color filter for a liquid crystal display device.
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記スリットの平面形状が、円形、矩形、又は線状であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。 According to the present invention, in the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, the planar shape of the slit is a circle, a rectangle, or a line shape. It is.
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記スリットの幅又は径が、０．１μｍ〜１０μｍの範囲であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。 The present invention also provides the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, wherein the slit has a width or diameter in a range of 0.1 μm to 10 μm. Is the method.
また、本発明は、請求項１、請求項２、又は請求項３記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を用いて製造された、配向制御用電極スリットが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタであって、該配向制御用電極スリットは、断面形状が逆テーパー状のスリットを有する着色画素の表面上に透明導電膜を成膜してなる配向制御用電極スリットであることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。 Further, the present invention provides a color for a liquid crystal display device, which is manufactured using the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to claim 1, 2 or 3 and is provided with an alignment control electrode slit. The orientation control electrode slit is a filter, wherein the orientation control electrode slit is an orientation control electrode slit formed by forming a transparent conductive film on the surface of a colored pixel having a slit having a reverse-tapered cross-sectional shape. It is a color filter for liquid crystal display devices.
本発明は、１）ガラス基板上に、電極スリットを形成する位置に断面形状が逆テーパー状のスリットを有する着色画素を形成する工程、２）該スリットを有する着色画素が形成されたガラス基板上の全面に、透明導電膜を成膜し前記スリットを電極スリットとする工程、を少なくとも具備する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であるので、配向制御用電極スリットが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、フォトエッチング工程を不要なものとする、すなわち、１工程を省略ことができる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法となる。 The present invention includes 1) a step of forming a colored pixel having a slit whose cross-sectional shape is inversely tapered at a position where an electrode slit is formed on a glass substrate, and 2) on a glass substrate on which the colored pixel having the slit is formed. The method for producing a color filter for a liquid crystal display device comprising at least a step of forming a transparent conductive film on the entire surface of the substrate and using the slit as an electrode slit. For a liquid crystal display device provided with an electrode slit for alignment control In the method for producing a color filter, a photoetching step is not required, that is, a method for producing a color filter for a liquid crystal display device in which one step can be omitted.
また、本発明は、配向制御用電極スリットが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタであって、該配向制御用電極スリットは、断面形状が逆テーパー状のスリットを有する着色画素の表面上に透明導電膜を成膜してなる配向制御用電極スリットであるので、廉価な配向制御用電極スリットが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタとなる。 The present invention also relates to a color filter for a liquid crystal display device provided with an alignment control electrode slit, the alignment control electrode slit being transparent on the surface of a colored pixel having a slit having a reverse tapered shape in cross section. Since it is an alignment control electrode slit formed by forming a conductive film, it is a color filter for a liquid crystal display device provided with an inexpensive alignment control electrode slit.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を用いて製造された液晶表示装置用カラーフィルタの一例の部分を拡大して示す断面図である。
また、図２は、その平面図である。図２のＸ−Ｘ線での断面が図１に示す断面図である。図１及び図２に示すように、この液晶表示装置用カラーフィルタは、ガラス基板（５０）上にブラックマトリックス（５１）、着色画素（５２）、及び透明導電膜（５３）が順次に形成されたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a color filter for a liquid crystal display device manufactured using the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view thereof. 2 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, in this color filter for a liquid crystal display device, a black matrix (51), a colored pixel (52), and a transparent conductive film (53) are sequentially formed on a glass substrate (50). It is a thing.
着色画素（５２）は、赤色着色画素（５２Ｒ）、緑色着色画素（５２Ｇ）、青色着色画素（５２Ｂ）で構成され、着色画素の各々は、断面形状が逆テーパー状のスリット（Ｓ）を有している。このスリット（Ｓ）は平面形状が円形の例である。
本発明における配向制御用電極スリット（５５）は、スリット（Ｓ）と着色画素上部の透明導電膜（５３ａ）で構成されている。透明導電膜（５３）は、着色画素のスリット（Ｓ）の部分では不連続なものとなっている。着色画素のスリット（Ｓ）の底部のガラス基板（５０）が露出した部分には、透明導電膜片（５３ｂ）が成膜されているが、透明導電膜片（５３ｂ）と着色画素上部の透明導電膜（５３ａ）とは、スリット（Ｓ）の断面形状が逆テーパー状であるために、接続されたものではない。
The colored pixel (52) includes a red colored pixel (52R), a green colored pixel (52G), and a blue colored pixel (52B), and each colored pixel has a slit (S) whose cross-sectional shape is an inversely tapered shape. is doing. This slit (S) is an example in which the planar shape is circular.
The alignment control electrode slit (55) in the present invention is composed of a slit (S) and a transparent conductive film (53a) above the colored pixel. The transparent conductive film (53) is discontinuous at the slit (S) portion of the colored pixel. A transparent conductive film piece (53b) is formed on a portion where the glass substrate (50) at the bottom of the slit (S) of the colored pixel is exposed. The conductive film (53a) is not connected because the cross-sectional shape of the slit (S) is inversely tapered.
また、図３は、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの他の例の一画素を拡大して示す平面図である。図３に示すように、この例は、平面形状が線状のスリット（Ｓ）であり、一画素内で９０°屈曲させたスリット（Ｓ）を有する着色画素が形成されたカラーフィルタである。このカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、図１０に示すカラーフィルタと同様に一画素内で液晶分子の傾斜方向が４方向となる。 FIG. 3 is an enlarged plan view showing one pixel of another example of the color filter for a liquid crystal display device according to the present invention. As shown in FIG. 3, this example is a color filter in which a colored pixel having a slit (S) whose planar shape is a linear shape and having a slit (S) bent 90 ° within one pixel is formed. In the liquid crystal display device using this color filter, the inclination directions of the liquid crystal molecules are four directions in one pixel as in the color filter shown in FIG.
モバイル向けなどの高精細パネルにおいては、スリットの幅又は径は１０μｍ以下が好適なものである。また、０．１μｍ以下のスリットの幅又は径は、近接露光を用いた際にはスリットを形成することが困難なものとなる。 In a high-definition panel for mobile use, the width or diameter of the slit is preferably 10 μm or less. In addition, the width or diameter of the slit of 0.1 μm or less makes it difficult to form the slit when proximity exposure is used.
以下に、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の実施例を、図４（ａ）〜（ｃ）に示す断面図により具体的に説明する。
ガラス基板（５０）として、コーニング社製：＃１７３７（品番）を用いた。
先ず、アルカリ洗剤によるガラス基板の洗浄、純水による水洗の後に、ガラス基板を乾燥させた。
次に、ブラックマトリックス形成用の黒色感光性樹脂として、カーボンブラック顔料を分散させたフォトレジスト（樹脂ＢＭフォトレジスト）を用い、コーターにより上記ガラス基板（５０）上に樹脂ＢＭフォトレジストを塗布した。塗布膜厚は、形成後のブラックマトリックスの膜厚が１．５μｍになるように塗布膜厚を設けた。
Below, the Example of the manufacturing method of the color filter for liquid crystal display devices by this invention is described concretely with sectional drawing shown to Fig.4 (a)-(c).
As the glass substrate (50), Corning: # 1737 (product number) was used.
First, after washing the glass substrate with an alkaline detergent and rinsing with pure water, the glass substrate was dried.
Next, as a black photosensitive resin for forming a black matrix, a photoresist (resin BM photoresist) in which a carbon black pigment was dispersed was used, and the resin BM photoresist was applied onto the glass substrate (50) by a coater. The coating thickness was set so that the thickness of the black matrix after formation was 1.5 μm.
次に、樹脂ＢＭフォトレジストの塗膜が形成されたガラス基板（５０）上に、所定形状のブラックマトリックス・パターンが設けられたフォトマスクを介して露光を行い、続くアルカリ現像液による現像処理を施した後に、２３０℃・１時間のポストベークを行い、図４（ａ）に示すように、ガラス基板（５０）上にブラックマトリックス（５１）を形成した。 Next, the glass substrate (50) on which the coating film of the resin BM photoresist is formed is exposed through a photomask provided with a black matrix pattern having a predetermined shape, and then developed with an alkaline developer. After the application, post baking was performed at 230 ° C. for 1 hour to form a black matrix (51) on the glass substrate (50) as shown in FIG. 4 (a).
次に、ブラックマトリックス（５１）が形成されたガラス基板（５０）上に、着色画素（５２）を形成した。
着色画素（５２）の形成には、赤色、緑色、青色の各色顔料を分散させた顔料分散フォトレジストである、東洋インキ製造（株）製：ＣＤＰシリーズ顔料分散フォトレジスト（以下、顔料分散フォトレジストと称す）を用いた。
Next, a colored pixel (52) was formed on the glass substrate (50) on which the black matrix (51) was formed.
For the formation of the colored pixel (52), a pigment-dispersed photoresist in which red, green, and blue color pigments are dispersed, manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd .: CDP series pigment-dispersed photoresist (hereinafter, pigment-dispersed photoresist) Used).
先ず、赤色着色画素（５２Ｒ）の形成は、上記ブラックマトリックス（５１）が形成されたガラス基板（５０）上に、顔料分散フォトレジスト（赤色）をスピンナー方式の塗布装置にて塗布し、減圧乾燥装置にて乾燥させ、顔料分散フォトレジスト（赤色）の塗膜を設けた。
顔料分散フォトレジスト（赤色）の塗膜が設けられたガラス基板（５０）上に、所定形状の着色画素に対応したパターンが設けられたフォトマスクを介し露光を行った。
First, the red colored pixel (52R) is formed by applying a pigment-dispersed photoresist (red) on a glass substrate (50) on which the black matrix (51) is formed with a spinner type coating device, and drying under reduced pressure. It dried with the apparatus and provided the coating film of the pigment dispersion photoresist (red).
On the glass substrate (50) provided with the pigment-dispersed photoresist (red) coating film, exposure was performed through a photomask provided with a pattern corresponding to a predetermined color pixel.
フォトマスク上の着色画素に対応したパターンには、着色画素に逆テーパー状のスリットを形成させるため、スリットに対応したパターンが設けられている。
露光装置としては、光源に超高圧水銀ランプを採用した露光装置を用い、２００ｍＪ／ｃｍ2 の露光を与えた。フォトマスクを介し露光に際しては、顔料分散フォトレジスト（赤色）の塗膜とフォトマスク間に１５０μｍのギャップを設けたプロキシミティ方式を採用した。
露光後の現像処理は、指定アルカリ現像液を用いて行い、乾燥後に２３０℃・１時間のポ
ストベークを施し、膜厚１．５μｍの赤色着色画素（５２Ｒ）をガラス基板（５０）上に設けた。
The pattern corresponding to the colored pixel on the photomask is provided with a pattern corresponding to the slit in order to form a reverse-tapered slit in the colored pixel.
As an exposure apparatus, an exposure apparatus employing an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source was used, and an exposure of 200 mJ / cm 2 was given. In the exposure through the photomask, a proximity method in which a gap of 150 μm was provided between the coating film of the pigment-dispersed photoresist (red) and the photomask was adopted.
The development process after exposure is performed using a designated alkaline developer, and after drying, post baking is performed at 230 ° C. for 1 hour, and a red colored pixel (52R) having a thickness of 1.5 μm is provided on the glass substrate (50). It was.
図４（ｂ）に示すように、形成された赤色着色画素（５２Ｒ）には、断面形状が逆テーパー状のスリット（Ｓ）が設けられている。逆テーパー状のスリット（Ｓ）とは、スリット（Ｓ）の上部の幅（Ｗ１）が、スリット（Ｓ）の底部の幅（Ｗ２）より小さな状態のものを指している。
この逆テーパー状の断面形状は、上記顔料分散フォトレジスト、超高圧水銀ランプ、プロキシミティ露光、指定アルカリ現像液により、電極スリット用のスリットとして良好な断面形状のものが得られる。
As shown in FIG. 4B, the formed red colored pixel (52R) is provided with a slit (S) whose cross-sectional shape is reversely tapered. The reverse-tapered slit (S) refers to a slit (S) having an upper width (W1) smaller than a bottom width (W2) of the slit (S).
The reverse taper-shaped cross-sectional shape can be obtained as a good cross-sectional shape as an electrode slit by the above-mentioned pigment dispersion photoresist, ultra high pressure mercury lamp, proximity exposure, and designated alkaline developer.
顔料分散フォトレジストとして、上記顔料分散フォトレジストに重合開始剤、例えば、チバスペシャリティケミカルズ社製：イルガキュア９０７の含有量を増した顔料分散フォトレジストを用いることによって、着色画素（５２）の上層部の硬化が高まり、スリット（Ｓ）の逆テーパー状は、より形成され易いものとなる。
また、光源として、波長３１２ｎｍ、３３４ｎｍの比較的短波長の紫外光輝線を含む光源を用いることによって、スリット（Ｓ）の逆テーパー状は、より形成され易いものとなる。
As the pigment-dispersed photoresist, by using a pigment-dispersed photoresist in which the content of the polymerization initiator, for example, Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd .: Irgacure 907 is increased, the above-mentioned pigment-dispersed photoresist is used. Hardening increases, and the reverse tapered shape of the slit (S) is more easily formed.
Moreover, the reverse taper shape of the slit (S) can be more easily formed by using a light source including ultraviolet light lines having relatively short wavelengths of 312 nm and 334 nm as the light source.
赤色着色画素（５２Ｒ）の形成に続いて、顔料分散フォトレジスト（緑色）を用い、赤色着色画素（５２Ｒ）が形成されたガラス基板（５０）上に緑色着色画素（５２Ｇ）を形成した。更に、同様にして、顔料分散フォトレジスト（青色）を用い、赤色着色画素（５２Ｒ）及び緑色着色画素（５２Ｇ）が形成されたガラス基板（５０）上に青色着色画素（５２Ｂ）を形成した（図４（ｂ））。 Following the formation of the red colored pixel (52R), a green colored pixel (52G) was formed on the glass substrate (50) on which the red colored pixel (52R) was formed using a pigment-dispersed photoresist (green). Further, similarly, using a pigment-dispersed photoresist (blue), blue colored pixels (52B) were formed on a glass substrate (50) on which red colored pixels (52R) and green colored pixels (52G) were formed ( FIG. 4 (b)).
尚、図５は、実施例により形成された着色画素（５２）の断面のＳＥＭ写真である。図５に示すように、逆テーパー状のスリット（Ｓ）の断面形状は良好に形成されている。 FIG. 5 is a SEM photograph of a cross section of the colored pixel (52) formed according to the example. As shown in FIG. 5, the cross-sectional shape of the inversely tapered slit (S) is well formed.
次に、図４（ｃ）に示すように、ブラックマトリックス（５１）、スリットを有する着色画素（５２）が形成されたガラス基板（５０）上の全面に、透明導電膜（５３）を形成した。透明導電膜（５３）としては、ＩＴＯをスパッタリング法にて、膜厚１５０ｎｍに成膜した。成膜後にアニール処理を施した。 Next, as shown in FIG.4 (c), the transparent conductive film (53) was formed in the whole surface on the glass substrate (50) with which the black matrix (51) and the colored pixel (52) which has a slit were formed. . As the transparent conductive film (53), ITO was formed into a film having a thickness of 150 nm by a sputtering method. Annealing was performed after film formation.
図４（ｃ）に示すように、着色画素（５２）にはスリット（Ｓ）が設けられているので、着色画素上部の透明導電膜（５３ａ）は、スリット（Ｓ）の部分では不連続なものとなり、スリット（Ｓ）と着色画素上部の透明導電膜（５３ａ）とで電極スリット（５５）を構成するものとなる。
また、着色画素のスリット（Ｓ）の底部のガラス基板（５０）が露出した部分には、透明導電膜片（５３ｂ）が成膜されているが、透明導電膜片（５３ｂ）と着色画素上部の透明導電膜（５３ａ）とは、スリット（Ｓ）の断面形状が逆テーパー状であるために、接続されたものではない。また、この透明導電膜片（５３ｂ）には印可されないので、電極スリット（５５）に影響を与えることはない。
As shown in FIG. 4C, since the colored pixel (52) is provided with the slit (S), the transparent conductive film (53a) on the colored pixel is discontinuous at the slit (S). The slit (S) and the transparent conductive film (53a) above the colored pixel constitute the electrode slit (55).
Further, a transparent conductive film piece (53b) is formed on the exposed portion of the glass substrate (50) at the bottom of the slit (S) of the colored pixel, but the transparent conductive film piece (53b) and the upper part of the colored pixel are formed. The transparent conductive film (53a) is not connected because the cross-sectional shape of the slit (S) is inversely tapered. Further, since it is not applied to the transparent conductive film piece (53b), the electrode slit (55) is not affected.
４、８、８Ａ、８Ｂ、９・・・カラーフィルタ
２０、２９・・・ＴＦＴ基板
２２ａ、２２ｂ、２３・・・配向制御用突起
２３Ａ、２３Ｂ・・・配向制御用突起（リブ、楕円形状）
２５ａ、２５ｂ、２５・・・配向制御用電極スリット
２７・・・液晶分子
４０、５０・・・ガラス基板
４１、５１・・・ブラックマトリックス
４１Ａ・・・マトリックス部
４１Ｂ・・・額縁部
４２、５２・・・着色画素
４３、５３・・・透明導電膜
５２Ｒ・・・赤色着色画素
５２Ｇ・・・緑色着色画素
５２Ｂ・・・青色着色画素
５３ａ・・・着色画素上部の透明導電膜
５３ｂ・・・透明導電膜片
５５・・・配向制御用電極スリット（電極スリット）
８０・・・ＭＶＡ−ＬＣＤ
８９・・・ＭＶＡ−ＬＣＤ
Ｓ・・・スリット
4, 8, 8A, 8B, 9 ... Color filters 20, 29 ... TFT substrates 22a, 22b, 23 ... Orientation control projections 23A, 23B ... Orientation control projections (ribs, elliptical shape)
25a, 25b, 25 ... alignment control electrode slits 27 ... liquid crystal molecules 40, 50 ... glass substrates 41, 51 ... black matrix 41A ... matrix portion 41B ... frame portions 42, 52 ... Colored pixels 43, 53 ... Transparent conductive film 52R ... Red colored pixel 52G ... Green colored pixel 52B ... Blue colored pixel 53a ... Transparent conductive film 53b above the colored pixel ... Transparent conductive film piece 55... Orientation control electrode slit (electrode slit)
80 ・ ・ ・ MVA-LCD
89 ・ ・ ・ MVA-LCD
S ... Slit
Claims (4)
１）ガラス基板上に、電極スリットを形成する位置に断面形状が逆テーパー状のスリットを有する着色画素を形成する工程、
２）該スリットを有する着色画素が形成されたガラス基板上の全面に、透明導電膜を成膜し前記スリットを電極スリットとする工程、
を少なくとも具備することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。 In the method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device provided with an alignment control electrode slit,
1) A step of forming a colored pixel having a slit whose cross-sectional shape is inversely tapered at a position where an electrode slit is formed on a glass substrate;
2) A step of forming a transparent conductive film on the entire surface of the glass substrate on which the colored pixels having the slit are formed, and using the slit as an electrode slit,
A method for producing a color filter for a liquid crystal display device, comprising:
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